核融合エネルギー研究の最前線へようこそ
レン 国家プロジェクトですからね。 サイエントーク みんなの気持ちがフュージョンしないといけないわけですね。 エマ そうですね。 サイエントーク あ、めちゃくちゃいいじゃないですか。
サイエントーク これどっかで使ってください。
サイエントーク レンです。 エマ エマです。 サイエントークは、夫婦で科学をエンタメっぽく語るポッドキャストです。
サイエントーク 今年の頭ぐらいに核融合発電の話をしたの覚えてます? エマ 覚えてますよ。
サイエントーク タイを作れるのかみたいな話を出したところ、本当に核融合やってる人とつながることができまして。 エマ すごい。
サイエントーク そんなことあるっていう感じなんだけど、ちょっとね、SNSで反応していただいて。 エマありがたいですね。
サイエントーク こちらからぜひお話を伺わせてくださいとご連絡して実現しました今回。
ということで早速研究者の方お呼びしたいと思います。
量子科学技術研究開発機構QSTの中フュージョン科学技術研究所先進プラズマ研究開発部から浦野はじめさんです。よろしくお願いします。
浦野 よろしくお願いします。 エマ よろしくお願いします。
サイエントーク 所属先の名前からね、もう先端感がすごいんですけどね。
エマ かっこいいですよね。 サイエントーク フュージョンってかっこいいですよね。
エマ フュージョンかっこいいわ。
サイエントーク ちょっと最初に簡単に自己紹介いただいてもいいですか。
エマ 紹介いただいてありがとうございます。
核融合とは？数億度の世界とプラズマ制御の難しさ
我々ちょっと長いのでQSTっていう組織名を短縮して言ってるんですけど、ここで大型の核融合の実験装置があります。
それを使って地上に太陽を作るっていう目標の下で研究開発を進めています。
サイエントーク かっこいい。地上に太陽を作る。
エマ そう言うと分かりやすいですけど、多分実際はめちゃくちゃ複雑なことをやられてると思うんですけど。
ちょっと核融合自体もなかなか難しいじゃないですか、説明するのも。
サイエントーク そうですね。
エマ なんですけど、ちょっとあえて一回本当にどういう専門をやってるのかっていうのをちょっと最初に聞いてみたくてですね。
サイエントーク 分かりました。分かりました。
エマ もう専門用語もゴリゴリに使っていただいていいので、一回浦野さんがこれやってますっていうのを本気で説明していただいてもいいですか。
浦野 まずいきなり申し訳ないんですけど、僕自身は今もう管理職なので、現在は実験を提案して機器をいじくってデータを解析するといったような研究の第一線にいるっていうわけではありません。
一方でこの核融合、今フュージョンエネルギーって言いますが、フュージョンエネルギーの研究開発っていうのは、いろんな科学技術を結集した総合的な科学、総合理工学って僕ら言うんですけど、
そういった総合理工学なので、いろんな分野との関連があるんですね、研究分野。いろんな研究分野、そしてそこにいる研究者とか技術者たちをつないで融合させるためのマネジメント管理職として中心に行っています。
その中で、今僕が積極的に進めている研究活動っていうのは、ものすごく端的に言ってしまうと、核融合炉の制御に関する研究活動を進めています。
核融合炉の制御。
これ聞くと核融合炉って制御しなきゃならないんだっていうのがなんとなくわかるかと思うんですけど、制御しなきゃダメなんですよ。
暴走したら大変そうですもんね。
確かに事故が起きそう。
そういうふうに思いますよね。
じゃあ核融合ってまず何なのかっていう話を多分期待されてると思うんで、そこからちょっと話をしますと、核融合っていうのは原子核同士が衝突して起きる反応です。
原子核っていうのはプラスの電気を持ってるんですよ。それを衝突させないといけないんですね。
お互いプラスの電気を持っている原子核同士をぶつけようとすると、これは空論積力っていう力。
磁石の同じ極同士を近づけたみたいな反発する力が働くのかと思うんですけど、この力が働いちゃうからぶつけたいんだけど簡単にぶつけられないんですよ。
普通の環境だったら起きないことを起こそうとしているってことですもんね。
そういう反発力が働いている中でぶつけようと思ったら、空論積力っていう力があるんですけど、その力を乗り越えるくらいの運動エネルギーを原子核に与えてあげる必要があるんですよ。
じゃあその運動エネルギーってどのくらい必要なのっていう話になるんだけど、この運動エネルギーっていうのは物理の用語なんだけど、これって言ってみれば温度と等価な量なので、温度で言うとだいたいこれが数億度っていうレベルの高温なんですよ。
数億度。1億度みたいなの聞いたことあったんですけど。
そうですね。だいたい1億度以上ですよね。これぐらいの温度にしてあげると、原子核の運動エネルギーがさっきのこの空論積力を乗り越えて核予防反応を起こしやすい状態に持っていけるんですね。まずそれが一番最初の難しさですね。
でも説明が上手すぎてめっちゃわかりやすかったです。
めちゃくちゃわかりやすいですね。
なんかもっとすっごい難しいの来るかと思ったら。
専門用語いっぱいで言ったほうが良かったですか?
いやいや、でも優しい説明だよね。
優しい説明。ありがたいです。
普通に考えて何億度みたいなやつを制御するって何をどうしてるのか全然わからないんですけど。
そうですよね。今ちょっといいフリしていただいたんですけど、制御しなきゃいけないんですよ。
今数億度っていうレベルにするっていう話をしたんだけど、これくらいの温度になると物質っていうのは、物質って3体っていうじゃないですか。
固体、液体、気体って。温度が上がっていくに従って固体、液体、気体に変わるじゃないですか。
だけど数億度までいくと普通の気体から電力体っていう状態になるんですよ。
この原子とか分子を構成しているものがさらにその原子を構成している原子核と電子っていうのがあるんだけど、それがまたバラバラになったような状態のことを電力体って言います。
これを我々プラズマってよく言ってます。
プラズマは聞いたことある人多いんじゃないかなって思いますけど、気体のさらに上みたいな感じですね。
そうですそうです。気体をうーんと高温にしてあげるとプラズマになりますね。
さっき数億度って言って、数億度にするとプラズマになってるんで、だから結局のところ核融合反応を起こすためにはこのプラズマ状態っていうのを作る必要があるってことなんですよね。
ここまで大丈夫ですかね。
大丈夫です。
さっき言いました、僕が今積極的に進めている研究っていうのは核融合炉の制御に関する研究ですって話をしたんですよ。
今言ったように核融合炉では十分な核融合反応を起こすためには核融合の燃料を高温にしてプラズマ化させて制御する必要があるんだけど、
プラズマっていうのは今言ったように電力体なので電磁力で操作することができるんですよ、外から。
磁石で操るみたいなことをやってる。
まさにその通り。プラズマを磁石で浮かせて閉じ込めてあげます。
浮かせてあげないと超高温になってるものが容器の壁とかに当たって溶かしてしまったり壊してしまったりするので浮かせるんですよね。
イメージ、容器の中にどこにも接してないようにするってことですね、プラズマを浮かせて。
それを電磁力を使っていい感じに浮かせるわけですよ。
いい感じに浮かせる。
いい感じに浮かせるわけです。
なんだけどこうやって言ってるとなんとなくできそうだなっていうのは感じるかもしれないんですけど、
実はねこのプラズマっていうのはこの核予防反応を起こすためにはこの高温でさらに高密度の状態で作ってあげないといけないんですけど、
そういう状態にすると暴れるんですよ。
暴れるっていうのは物理的な用語で言うと不安定な状態になるっていうことなんですよね。
要は静かな状態でいてくれなくて。
単純に磁石で囲って同じような磁石で囲って閉じ込めますっていうだけだったら全然ダメっていうことですか。
普通にプラズマを浮かすだけだったら多分それでできるんだけど、
十分核予防反応を起こしたいから温度を上げて密度を上げてっていう状態に持っていくと暴れだすんですよ。
じゃあ密度が上がらなくなるというか近づけられなくなるみたいな普通にしたらってことですか。
これじっくり喋ってもいいんですか。
全然大丈夫です。
核融合炉を発電所として成立させようと思ったら当然その核融合の反応率っていうのを上げたいじゃないですか。
たくさん反応させたいわけですよ。
だけど核融合の反応率っていうのはこれねさっきプラズマ化させるっていう話をしましたけど、
プラズマの圧力の事情に比例するんです。
だから効率的で経済的な核融合炉っていうのは限られた装置サイズとか地場強度の中で目一杯プラズマの圧力っていうのを上げたいわけですよ。
なんだけどそれだけ聞いたらじゃあそんなのバンバン圧力上げりゃいいじゃんって思います。
ただねこれそうはいかないんですよ。
これは風船イメージしてもらうとちょっとわかりやすいかもしれないです。
風船。
風船ってこう風船の中に入っている空気の圧力をゴムの力で閉じ込めてますよね。
ゴムの張力ってゴムの一致する力で閉じ込めてるじゃないですか。
どこまでも空気の圧力上げられるかっていうと直感的に上げられないのはわかると思うんですよね。
そのまま圧力を上げてったらどうなっちゃいますかね。
破裂しちゃいますね。
割れちゃいますよね。
これなんで割れるかっていうとゴムの張力で支えられる空気の圧力っていうのは当然限界があって
その限界を超えた時にパーンと風船は割れちゃうことになりますよね。
これね実はプラズマも同じようなものなんですよ。
プラズマっていうのは核兵法のプラズマっていうのはもちろんゴムは使ってないんですけど
そのゴムの張力の代わりに電磁力を使ってるんですよ。
電磁力でプラズマの圧力を支えてるってイメージをしてくれればいいかと思います。
ってことはプラズマは圧力としていくらでも出そうと思ったら出せるみたいな話なんですかこれ。
圧力を上げることができれば核兵法の反応率はもちろん高くなるんだけど
今言ったみたく圧力を上げようと思っても風船が破裂するように
どこかで必ず支え切れなくなるところが来るので
制御できなくなってプラズマは消滅しちゃいます。
消滅しちゃうんですか。
消滅しちゃいます。
じゃあその圧力の最高位基地みたいなのがすごい高いのが電磁力みたいな感じなんですか。
電磁力を使ってできるだけ風船が割れない
風船に例えるなら風船が割れないギリギリのところまでパンパンにしたいわけですよ。
だけどそれを超えちゃうと風船が割れちゃうからダメですよね。
もう一回作り直さないといけなくなっちゃうから。
それって普通のものじゃダメなんですか。
例えば鉄で覆ってて
でもそれ何億度だからさ。
何億度だから浮かせないといけないって話。
あーそっかそっか。
だからもう電磁力しか手段がないってことですよね。
地球上でやろうと思ったら電磁力しかないんですよ。
地球上でやろうと思ったら。
宇宙版もある。
地球、地上に太陽って我々言ってるじゃないですかよく。
核融合のエネルギー。
要は太陽で起きてるのって核融合反応なんですよ。
それを地球上で実現させたいんですよっていう話なんだけど
じゃあ太陽は電磁力を使ってますかって言うと
太陽は電磁力使ってないんですよ。
まあそのまんま存在してますもんね。
太陽っていうのは要はある限られた空間に燃料をプラズマ化させて
閉じ込めておかなきゃいけないんだけど
さっき言ったように高温の状態にしてるじゃないですか
要は運動エネルギーをたくさん持ってる粒子が詰まってる状態なんですよ。
これをちゃんと何らかの力で閉じ込められないと
一瞬で四方八方に飛び散ってなくなっちゃうわけですよね。
そのために地球上でやるには電磁力が必要なんだけど
太陽はなんで飛び散らないかっていうと
太陽は大きな重力を持っているので
自分の重力によって閉じ込めてるんですよ燃料の粒子を。
だから自律的に反応を起こしてるんですよね。
そうか電磁力の代わりが重力みたいな感じなんですね。
我々が言うなら太陽を持ち込みたいので
太陽の重力の代わりが電磁力っていうのが正しいですね。
本当に太陽を仮にすごいちっちゃくして地球上に持ってきたとしても
すぐなくなっちゃうってことですか。
だから地球上で同じことをやろうと思っても
地球の重力っていうのが太陽に比べるとちっちゃすぎるんで
閉じ込められないんですよ。
なので代わりに電磁力を使っているということです。
これでちょっと大まかな仕組みはなんとなくわかったのかなとは思うんですけど
僕が説明するよりめちゃくちゃわかりやすく
当たり前だけど
めちゃくちゃわかりやすいですね。
制御の話に入っていきたいんですけど
太陽の再現と風船の例え：核融合反応率と圧力の限界
さっき言ったみたく風船がパンパンの状態にしたいわけですよ。
だけど割れないようにっていう感じですね。
核融合炉っていうのはいろんな構成設備があって
温度を上げるための加熱の装置だったり
密度を上げるための燃料を供給するガスを供給する設備だったり
あとはプラズマを閉じ込めるためのコイルだったりとか
いろんな設備があって
それらを使って上手に制御するんですけど
車の運転ってアクセルとブレーキでスピード調節するじゃないですか。
今言ったみたく核融合炉の場合は
構成している設備それぞれが全部アクセルとブレーキを持っている
みたいなイメージをちょっとしてほしいんですけど
その全部の設備のアクセルとブレーキをバランスよく制御して
プラズマが不安定にならないように
あるいは不安定になってもすぐその不安定を抑え込めるようにして
プラズマを最大限に高温で高密度圧力の高い状態に連れていくような研究
これが効率の良い核融合炉の制御システムになるわけで
こういう仕組みを作りたくて研究を進めているっていうのが
ざっくりとした核融合炉の制御の研究となります。
どう?
なんとなくイメージは使いましたね。
全部っていうのはさっきおっしゃってたコイルと温度と他に何でしたっけ?
加熱設備とか燃料を供給する設備もあるんですよね。外から追加する。
燃料っていうのはここで言うと何になるんですか?
燃料は地球上の核融合でやろうと思うと
DT反応という重水素というものと酸重水素というものを反応させるものですね。
これも太陽とはちょっと違うんですけど
地球上の状況の中で核融合反応を起こそうと思ったら
どういう反応が一番やりやすいですかっていうのを研究していくと
温度ができるだけ低い方が地球上の場合はやりやすいわけですよね。
そうですよね。核融合自体は何をぶつけても一応核融合は核融合ですよね。
だけど中でも一番やりやすいやつを探していったっていう。
だって変な組み合わせを選ぶと
本来1億度だったやつが10億度必要ですよってなるともっと大変になるわけじゃないですか。
一番やりやすいのがこのさっき言ったDT核融合という
重水素酸重水素を使った核融合というので
今地球上でやる核融合っていうのは
この重水素酸重水素を使った燃料の核融合が最も進んでいます。
水素で原子核がもっと重たいやつですよね。
ちょっとだけ重たいやつですね。
ちょっとだけ重たいやつを使ってそれをぶつけていると。
もう1個言わせたんだけど
フュージョンエネルギーせっかく聞いていただいてるんで
メリット言ってもいいですか。
メリット欲しいですね。
欲しいですね。
というかこんだけ研究
最近はやっぱりニュースでも聞くこと増えたなっていう気がしてて
ありがとうございます。
これはちょっと僕が気になってるからなのかどうかわかんないけど
でも世の中的にね
フュージョンエネルギーとか
なんか国の方針みたいなやつで
機会増えてるなと思って
ってことはやっぱりすごいメリットがあるから
お金が投入されてるんだろうなと思ってるんですけど
そう思ってる人多いと思うんですけど
どんなメリットがあるんですか。
ありがとうございます。
ちょっとあのそういえば
プラズマの制御の研究をやる前に
なんでそこまでして研究しているのかっていう
メリットの話をしなきゃいけなかったですね。
まあまあ確かにそうですね。
なんかでもざっくりこうイメージは浮かんできましたけど頭の中で
ありがとうございます。
核融合エネルギーのメリットと安全性：暴走しない発電
何をやろうとしているのかっていう
あのまずこの核融合炉っていうのは
二酸化炭素を足しません。
あとですね
まあちょっと最初に制御の話しといて
よかった点もあるんですけど
原理的にこれ暴走すること絶対ないんですよ。
手を離したら必ず止まってしまうから
これは非常に安全です。
逆に言うとこれが難しさでもあって
必ず止まらないように
制御し続けてあげないと
運転が成立しないんですよ。
ここがある意味難しさでもあるんですよね。
なんか確かにそれちょっとイメージと違うかもしれないですね。
その圧力パンパンにして
こう無理やり反応させるみたいなのを聞くと
なんか暴走したりしないかなって思っちゃうかもしれないけど
そういうわけじゃなくて
あの状態に持っていくのも一苦労なんで
確かにさっきの話だと
それがうまくいかなかったら消えちゃうだけみたいな
逆に他の今あるエネルギーとかは
暴走する可能性があるんですか?
例えば世間一般で言われているような
原子力発電、核栄光の対応なんですよ
核分裂反応の場合っていうのは
これ連鎖反応が起きるので
放っておいても反応は持続してしまうんですよ
そういう原理なんですよ
実際そういう事故とかありましたしね
止めるために何かをしないといけない
だけど核融合っていうのは
まず起こすために色々工夫してあげないといけないし
起きてもその起きている状態を持続させるためにもまた苦労が必要で
頑張らないといけない
手離した瞬間に止まるので
安全といえば非常に安全です
手がかかる子育てという感じ
世話しないといけない系の子供ということですよね
メリットでもありデメリットでもありそうですね
まさにそうです
ただ我々原子力発電とどう違うの?みたいな
さっきの最初の方で言われてた
核融合じゃなくてフュージョンにするとかっていう話もありましたけど
そうですねリスナーさんからもその疑問は来てて
原子力発電っていう言葉と核融合発電って
使い分けているけど
方眼関係がめちゃくちゃなんじゃないかみたいな
それはおっしゃる通りですよね
そうですよね
核分裂発電と核融合発電だったら合ってるんですかね
その分け方が正しいんだと思うんですけど
ただ社会的に定着している用語だっていうのが
今の受け止め方です
だって核融合も原子力
物理学の観点から言うと核融合も間違いなく原子力
だけど歴史的な経緯で最初に商用化されたのが核分裂炉で
それを原子力発電という風に言って定着してしまったと
その後に核融合の研究が進んできたので
区別する必要が出てきたから
後から出てきたのを核融合発電というようになった
っていうところですね
なるほどなややこしいですよね
ややこしい
これはもうみんな違和感
現場の研究者技術者は違和感を感じながらも
でもそういう風に定着してきたんだっていう
飲み込んでやってきてるところですね
それもあるからフュージョンエネルギーって
言い換えるみたいな流れなんですか
それもまさにそうですよ
やっぱり名前はねとっても大事ですね
核っていう言葉がもうね
核なんとか連想だけど
核分裂っていうのは重たい原子核が分裂する反応なんだけど
核融合っていうのは軽い原子核同士をくっつけてあげる反応で
さっきも言ったように核分裂は連鎖反応を起こすんだけど
核融合っていうのはちゃんとせわして制御しない限り
反応そのものが起きないし
反応していても制御をやめた瞬間止まっちゃうっていう
暴走しないっていう原理があります
だから最近は核融合って呼ばずに
フュージョンエネルギーっていう風に呼ばれることが
多くなってきています
高市さんが首相になった時にも
最初の所信表明演説でエネルギー問題のことを話す時に
フュージョンエネルギーっていう風に言ってもらって
核融合のことフュージョンエネルギーっていう言葉を使ってましたね
だから理由は多分核っていう言葉から入って
本質的じゃない余計な心配余計な不安を煽りたくない
っていう理由があるんだと思います
やっぱ怖いとか閉域化されるみたいなマイナスなイメージが
先に来ちゃうっていうのは
核イコールっていう感じはありますよね
僕らもよく見学に来る方々に話をする時っていうのは
なるべくフュージョンエネルギーっていう言葉を
使うように心がけてるんですけど
それでも時々ボロっと言っちゃう時はあります
今だから移行期みたいな感じなんですか
結構最近なんですかフュージョンエネルギーって言われたら
最近特にやっぱりメディアにも取り上げられるようになってるので
みんな意識するようにはなってきてますね
研究所の名前も昔はナーカ核融合研究所だったのが
ナーカフュージョン科学技術研究所っていう風に変わったぐらいですから
名前のイメージでも大切なんだと思いますね
どんどん核融合は言われなくなっていくかもしれないですねもしかしたら
本質的ではないような気がするんだけど
イメージってやっぱりありますよね
あと他にフュージョンエネルギーここがいいみたいなやつってあります?
ありますあります
まず石油とか天然ガスとかいった化石燃料って
ずっと使っていくといつかなくなるじゃないですか
でも核融合の燃料って
これね海水の中に大量にあるんですよ
人類が何百万年も使えるぐらいの量があります
実質無限にあるという状況なので
化石燃料みたく将来燃料がなくなっちゃいますよっていう
資源がなくなっちゃいますよっていう心配がいらないんですよ
重水素が海底にいっぱいあるんですか?
海水の中に含まれているのでそこから取り出すことでいくらでも取れます
日本って十分なエネルギー資源を持ってないじゃないですか
だけど周囲を海に囲まれている島国じゃないですか
エネルギー問題での国際的な立場っていうものを
多分安定させることができるんじゃないかなと思ってるんですよ
だいたいエネルギー問題って戦争の火金になったりもしたりするので
究極的には世界平和とかにも貢献する新しいエネルギーじゃないですかっていうのを
みんなに言って回ってます
これちょっとマニアックな質問かもしれないですけど
「核分裂」と「核融合」の違い、そして「フュージョン」へ
これ本当に無限なんですか?この燃料って
無限ですね
計算した人がいるんですけど
数百万年と言われてますね
その前に人類がそこまで存続しているかっていう問題があるかもしれないですけど
確かに
あれですよねきっとトータルそこの原料を
多分取ってくる必要はあると思うんですけど
取ってくるエネルギーよりも発電するエネルギーの方が上回れば
どんどん使えるっていう話ですよね
要は海から取ってくるのめっちゃ大変ですとかだったら
微妙難しいなぁと思うんですけど
それよりは遥かに核融合で出てくるエネルギーの方が大きいですよね
そっちは大きいんですね
それは成り立ちそう確かに
取るの大変とかないんですか?
取るのは大変じゃないですね
だいたい核融合って燃料1gから
石油8トン分のエネルギーを取り出せるんですよ
8トン?
8トンってあまりイメージできないかもしれないですけど
わからないぐらいですけど1gだもんな
確かに
ちょっと計算した人がいてうちで
車で将来もしガソリンスタンドじゃなくて
フュージョンエネルギースタンドみたいのがあって
核融合で車ができたとするじゃないですか
デロリアンみたいな
バックトゥーザフューチャーの
もしそのフュージョンエネルギースタンドで燃料1gだけ買って入れたとするじゃないですか
そうしたらその車は地球を確か2.5周分ぐらい
それスタンドいらないし
一回車売るだけで終わっちゃいますね
車の方が先に壊れそう
車が壊れる先に壊れる
それを考えるとすごいな
その未来いいですね
エネルギーの効率もすごくいいし
二酸化炭素も出さないという
気温暖化対策にも貢献できるっていうことと
あとは化石燃料のようにいつかなくなっちゃうって
心配もしなくていいよっていうところから
新しいエネルギーとして期待されているっていうのが
今の現状ですかね
ちなみにエネルギーとしての取り出し方っていうんですか
さっきの磁力でぷかぷか浮かせて
ぶつけて反応させるっていうところは分かったんですけど
そこから僕たちが使えるエネルギーになっていくのって
どうやってそのエネルギー取り出しているのかなっていうのは
とてもいい質問ですね
いい質問ですか
でもこれってこんなに難しいことをやってなくて
さっき言ったDT核融合反応っていう
10水素、30水素の核融合を起こすと何ができるかっていうと
ヘリウムっていう原子核と
あともう一個中性子っていう粒子が出てくるんですよ
電磁力で閉じ込めてるっていう話をしたじゃないですか
プラズマ化させて
なぜ電磁力で閉じ込められるかっていうと
燃料が電力帯になっているから
エネルギーの取り出し方：中性子とヘリウムの役割
磁場で閉じ込められるんですよね
もしも中性のプラスでもマイナスでもないものだったら
磁場では閉じ込められないじゃないですか
反応で出てくる中性子っていうのは
その名の通り中性なんですよ
プラスでもマイナスでもないんですよ
だから核融合の燃料は
真空容器っていう容器の中に磁場で閉じ込められているんだけど
反応で出てきた中性子っていうのは
磁場にトラップされずに外に出てくるんですよ
飛んでいくんですよ
それはもう容器というか周りのところも全部通り抜けていく
通り抜けてその容器のところに
ここはもうほとんど同じです
正確に言うとですね
その高エネルギーを持って飛び出してくる中性子を
減速するための材料っていうものが入ってくるんですけど
ちょっとそこ難しい話なんで飛ばしたとすると
結局は普通の火力発電と同じで
それを水で冷却水を引き回しているので
水で受け止めてその冷却水を沸騰させることで
タービンを回して発電するっていう
火力発電と同じ原理でエネルギーを取り出しています
中性子が飛び出してきて
それを水で受け止めて
それを沸騰させるってことですか
そうですそうです
水が温められる中性子で水を温めてる
中性子が飛び出してくるエネルギーとかで水が沸騰するんですか
そう考えてもらっていいです
これが結局核融合の反応を持続させるために
燃料をプラズマ化させて容器内に閉じ込めておかなきゃならなくて
その反応で出てきたものもやっぱり
その磁場の中に閉じ込められてしまったら
エネルギーって取り出せないじゃないですか
そうなんですよそれをめっちゃ思っちゃってて
どうなってんだろうっていうのが理解できてなかったけど
今ので分かりましたね
中性子があるので外に出てくる
さっき言ったヘリウムっていうもう一個露出もできるんですけど
核融合反応
原子番号水素と水素で足して2だからヘリウムですね
その通りです
それも高エネルギーで出てくるんですよ
それは何をするかっていうと
磁場で閉じ込められるんですけど
それは加電粒子なので
それは燃料のプラズマを次の反応を起こすために
加熱するために使われるんですよ
同じ容器内に磁場で閉じ込められているので
お風呂の足し湯みたいなイメージかな
温度の高いものを混ぜてあげると
全体の温度って上がるじゃないですか
なので効率よく反応が持続できるような仕組みになってるんですね
ヘリウムは溜まっていくんですか
溜まっていく
でもすげー意識的です
溜まっていきそうな気がするんですけど
ヘリウムは上手に排気してあげないといけないんですよ
このプラズマの制御で排気していきます
自力操作的なのでヘリウムだけ除くってことですか
そうですね
これはちょっと難しい話なんですけど
プラズマってさっき不安定になりやすいっていう話したじゃないですか
不安定性っていろんな不安定があるんですよ
どんな不安定
ヘリウムを選択的に外に出すような不安定性っていうのもあって
そういうのを使って外に出したりしますね
そんなできるんだ
じゃないとどんどん溜まっちゃったらいつか終わっちゃいそうですもんね
ヘリウムでお腹いっぱいみたいな感じになって
真空じゃなくなっちゃうからってことですか
それ関係ない
真空は関係ないんじゃない
多分全体の量のうちのヘリウムの割合がどんどん増えていくからってことを
多分レンさんは言ってるんだと思うんですけど
本当はさっきの重水素とかをぶつけたいけど
どんどん生成物として出てくるヘリウムが溜まっちゃうと
邪魔しちゃうんじゃないかなって思った
そういうことか
本当は欲しいのは中性子だけっていう
さっき言った構成しているいろんな設備を使って
欲しいものだけをプラズマに残して
不安定性も上手に利用しながら
中の状態っていうのを一番いい状態にキープしてるんですよね
なるほどだから制御が難しいっていうのは
そういうのも含まれてるんですね
ただ何億度のやつを
ぷかぷかいい感じで浮かせてればいいのかなって思ったけど
そうじゃなくて
制御しなきゃいけないものってたくさんあるんですよ
燃料も追加しつつヘリウムも外に足しつつ
っていうのを全部やらなきゃいけない
難しいっすね
難しいけど最終的にやるのは水沸騰させて
タービン回すことなんだっていうのは一緒というか
普通の発電っていう感じ
めちゃくちゃ水沸騰するってことですよね
さっきの効率の話で言ったら
1グラム分で石油8℃分の水を沸騰させるみたいな
そういうことですよね要は
考えたらすごくない?
すごいね
我々よく言ってるのは
制御技術開発の課題と異分野連携の重要性
日本にとってのメリットが大きいと思うんですよ
今までやっぱり十分な資源がないっていうことが
ボトルネックになっているところっていうのがあったので
この周囲を海に囲まれた島国である日本にとって
このエネルギー問題を解決、自給できるようになるっていうのは
大きなメリットだと思ってて
究極的にはさっきも言いましたけど
世界平和につながるんじゃないかなと思ってますね
一番でかいメリットかもしれないですね
確かに世界平和めっちゃいいですね
世界平和が出てくるとは思わなかったですけど
ちょっとそこまで今から言っていいのかっていうのがありますけどね
まあまあ夢を語るのはいいんじゃないですか
研究するなら夢語ってなんぼみたいな
制御がだいぶ難しそうだっていうのは
なんとなく分かってもらえたと思うんですけど
これね我々も本当に難しいんですよ
これから今ね国の内閣府のフュージョンエネルギーイノベーション戦略っていうのがあって
2030年代までに発電実証しましょうっていう
境界線みたいに引かれてて
我々それに向かって頑張ってるんですけど
その中の一つにこのプラズマの制御っていうのも
重要な課題だと思ってるんですね
そうですよね根本ですもんねこれ
だっていろんなものを制御しなきゃいけない状況じゃないですか
なので我々どうしてるかって
今最近どうしてるかっていうと
制御技術をより良いものにしていくために
我々の研究所内だけじゃなくて
大学とか企業とかの連携強化っていうのも
今積極的に進めてるんですよ
これは特に企業なんかはそうなんですけど
我々と全然違うフィールドの人たちが
思いもよらない技術を持ってたりするんですよ
そういうものを上手に融合することで
ブレイクスルーが生まれるんじゃないかと思っています
特にこの制御っていうのは
結構いろんな産業界で使われてる技術じゃないですか
それはもう普通の工場とか
そうですよね
そういうところで
そういう制御の手法とかっていうのは
もしかしたら核融合の制御に使えるものもあるかもしれないし
全然使えないかもしれないし
でもそれって一回話し合ってみないと分からないじゃないですか
なのでそういうのをマッチングをして
可能性を探ったりっていうのも今僕はやってますね
冒頭でいろんな分野と協力しなきゃいけないっておっしゃってたから
そういうことなんですか
そうなんですよ
どこからどう協力するか想像できないけど
そうだよね
こういう技術が欲しいっていうやつを持ってる人みたいな
でもやってることそれに近いですね
困っていること
なかなか課題として解決できなくているようなことっていうものを
積極的に発信して
一方的に発信するわけじゃないんですけど
もしかしたら協力してもらえそうな大学だったり
企業だったりという方のところに行ったり来てもらったりして
今こういうのでちょっと困ってるんですけど
この研究開発の分野の技術ってもしかして使えたりしませんかみたいな
確かにな
なんかこれ結構越境するみたいなやつが研究進めるみたいなめっちゃある気はしてて
前にKEK加速機の方ですね
加速機の方の方もゲストに出ていただいたことがあったんですけど
その時もとにかく光に敏感なセンサー欲しいみたいなので
持ってる人いませんかっていうので
どっかの工場みたいなところに作ってもらってるっていう話をしてたりしてとか
なんか全然違うジャンルのね
この間見たのがアラビックヤマトっていうノリ液体ノリが
細胞の培養に使えるみたいな文が出てて
そんな使い方あんのっていうとか
マッチングした人がすごいですねよくそこに着眼したっていう
それはちょっとほどよく分からないんですけど
要はでもそういうことですよね
一個例を挙げると
今まさに僕がやってる制御のところで
プラズマの制御に取り込もうとしている技術に
気象の予測に使われている技術を
融合してやろうとしてるんですよ
天気予報ですか
そうですそうです
天気予報っていろんなところに観測点みたいなのがあって
観測点って別に地図全部を網羅しているわけじゃないじゃないですか
点でバラバラに存在してるわけじゃないですか
その状態から気象の状態を把握して
将来どうなっていくかっていうのを予測しているんですよ
その技術を今のプラズマの状態
同じように今のプラズマの状態を計測器から把握して
このままいくと将来どうなってしまうのかっていう予測
さっき言った不安定になってほしくないから不安定にならないのかとか
使ったり
今は我々の業界でそれをさらに応用して
目標の状態持っていきたい状態にするには
構成設備の加熱設備だったり燃料供給設備とかを
どうアクセルブレーキ踏めばいいかっていう
ところの指令まで出せるようにしようとしてます
もともとのきっかけが気象予報に使っていた技術ですね
それAIみたいな話ですか
これはAIって言っていいのかな
今のところAIというよりは
いわゆる数理に立脚した方式なのでもしかしたら
AIって言われるとその分野の人はちょっと違和感を感じるかもしれないですけど
窯の中の太陽作ろうと知るところで天気予報してるみたいなことをやってる
同じ数理モデルでできるということなんですね
今AIって言いましたけどAIはこれからめちゃくちゃ入ってくると思います
そうですよね
最適な条件になるように制御してみたいなのってめっちゃAIっぽいなって思ったんですけど
制御しなきゃならないものもたくさんあるっていう話をしたじゃないですか
AIって最適化問題めちゃくちゃ得意なんで
一番いい状態に
昔はAIとの技術ができる前は
プラズマの物理を理解してアナログで
制御ロジックを作ってやろうとしてたわけですよ
あまりにもたくさんのものを制御しなきゃならなくなってくると
やっぱり限界がありますよね
何個くらいあるんですか制御のスイッチみたいなのがあるとして
どこを見るかによっても違うんですよね
核融合ってプラズマだけじゃないじゃないですか
プラズマの外側のものとかも構成してるものがあるので色々あるんですけど
プラズマだけで言ったとしても
7個ぐらいあったりするんですよ
同時に7個のやつを制御して
それをなかなかアナログで制御していくのって難しいなって
なんとなく直感的にわかると思うんですよ
やっぱりこれって最適化問題なんで
今こそデータ科学とかそれこそAIの技術を
まさにこういうところで発揮できるフィールドだと思ってます
だからさっき言った産業界との連携っていうところでも
AIに強い事業だったりあとAIの研究をしてる大学だったりとかと
一緒に共同研究をやったりはしてますね
なるほど
あとちょっとこれも基本的な部分かもしれないんですけど
リスナーさんから来てる質問で
フュージョンエネルギーと水素爆弾の核融合は
水素爆弾との違いと世界最大の実験装置JT-60SA
同じなんですかっていう話があって
でもさっきこの制御の話してましたけど
要は水素爆弾とか制御とかないですよね
制御というか
ただ反応は同じ核融合反応を利用してはいます
だけど技術的には全く別で
起きてる反応は例えばさっき言ったみたいに
T核融合みたいな重水素と酸重水素が融合してフリルと中性化できますよ
っていうものそれ自体は同じなんだけど
爆弾の方は一瞬で大きなエネルギーを放出することが
目的なのですごい高温で
高密度の状態っていうのを一瞬だけ作って爆発的に
反応を進めさせるっていうものなんだけど
核融合発電っていうのは安定してエネルギーを
取り出せるような仕組みじゃないといけないんですよね
まあそうですよね
燃料をプラズマ状態にしてジワで閉じ込めているっていう形になります
だから爆弾とかに比べると密度が
ものすごく薄いんですよ低い状態でやってるんで
発電所のプラズマが
水素爆弾みたいに爆発するってことはありません
そういう条件にはならないので
密度が全然違うんですよね薄いんですよ
マイルドって言っても1億度以上だけど
それを持続させるっていうことなんですね
今やられてるのってそういう今言われてたような
実験施設かわからないですけどそういうものを作って
最適化しようとしてるみたいな
実際に核融合を起こそうとしてるみたいな感じなんですか
そうですそうです
中フュージョン科学技術研究所にあって私たちが運転している
JT60SAっていう核融合実験装置があるんです
今これ世界最大の実験装置
これは将来の核融合炉に近い条件を
実現して長時間
安定して運転できるかを調べるための装置なんです
今の我々の課題っていうのが
核融合炉を起こすっていうことじゃなくて
起こすのは当たり前で発電所として安定して動けるような
運転技術を開発していくっていうフェーズになってるんですよね
そういう研究を我々の研究所では
やっています
研究開発いったらもうどっちかというと開発に近い方
というかエンジニアリングみたいな感じですよね
そうですねただ一方でプラズマの
さっき言った動きとか挙動っていうものが
完全に物理で理解されているかっていうと
まだ分からないこともあるんですよ
分かっていないこともたくさんあるんですよ
プラズマのどうしてこういう現象が起きるのかっていう
実験装置なんでいろんな実験ができるんだけれども
ちゃんと物理で説明できるような
シミュレーションコードを回したりするような研究っていうのは
今でも続けられています物理が分かってくれば来るほど
多分制御もしやすくなってくると思うんで
研究っていうのはこれからも継続してやっていかなきゃいけないと思っています
同時に走らせてるみたいな感じなんですね
AIで制御するっていうアイデア自体は別に悪くないんだけど
本当にブラックボックスでAIで制御するよりも物理が分かっていて
物理的な知見のもとでAIを使う方が
より精度って上がると思うんですよね
そのAIも結局今までの物理のこととかは学習して
分かったりとかするかもしれないけど
全く分かんないことに対して使えるかって分からないですよね
外装とかAI苦手だって言いますもんね
まだ人類が分かってないことをAIに聞いたところで
多分嘘ついてくるというか
当てにならないみたいな感じのと一緒ですよね
だから物理の研究でどんどん解明していったことと
その事実とAI技術の融合っていうのが
これから求められてるんじゃないかなと思ってますね
すごいですね
ちなみに核融合反応はもう起こせていて今の時点で
これをそれからどうやって安定的に
複合制御の難しさとスライムの例え
ずっと核融合反応を起こし続けるかが課題っておっしゃってたじゃないですか
それって今だったら何秒ぐらい
核融合反応を起こし続けられるとかなんですか
いい質問ですね
まず実験装置のスペックによるんですけど
我々の研究所にあるJT60SAっていうのは
100秒間の放電実験ができるように作られています
100秒
これ実験装置なんで
100秒の放電実験ができると
プラズマのほとんどの物理現象の我々タイムスケールって言うんですけど
ほとんどの物理現象をカバーできるんですよ
100秒あれば
例えばプラズマ圧力が上がっていくと不安定になりますよ
勝手に動いたりしますよって話を冒頭でしたと思うんですけど
当然制御して動きそうになったら動かないように戻したりするんですけど
最初に条件でプラズマはこの場所に作ってくださいって命令するんですよ
放電所実験条件として
これリアルタイムでプラズマの位置どこにあるのか計算するんですけど
計算した結果が最初の指令値からずれてました
ずれてた分をどれくらいずれてるのか計算して
制御用の電磁石があるので
その電磁石コイルに流す電流をどれくらい変化させれば元の位置に戻りますか
っていうのを計算して元の位置に戻す
フィードバック制御っていうのをやってるんですね
今それは実際にそうやってるんだけど
ちょっとずれてたとしてずれたまま手を離して放置したらどうなるかっていうと
当然ずれたまま力のかかっている方向にどんどん流れて
飛んでっちゃうんですよプラズマって
飛んでっちゃう時間ってどれくらいかっていうと
これがだいたい0.01秒とかのオーダーなんですよめっちゃくちゃ早いんですよ
今のプラズマが動いていく
プラズマが動く物理現象の時間スケールっていうと
だいたい0.01秒とかのオーダーなんですよねすごい早いじゃないですか
っていうことはそれを制御しようと思うと
計測機はどれくらいの時間分解能を持っていかなきゃいけないのかとか
確かにな
プラズマの位置を計算して求めてるって言いましたけど
計算にかかる時間はどれくらいじゃなきゃいけないかとかっていうと
制御しなきゃいけない現象の
タイムスケールよりも一桁二桁早いところに
性能が求められるっていうのはなんとなく分かりますよね
そうですね0.01秒のやつを
コントロールしたのに計算で0.01秒かかりますとか言ってたら
計算終わった時に元書いちゃってるってことですね
だからそうやって制御しなきゃいけない現象の
物理の物理現象に合わせて計測機だったり
計算能力だったりアクチュエーターのスペックって決まっていくんですよ
じゃあどれぐらいの物理現象があるんですかっていうと
一番遅いものだと数秒とか
10秒ぐらいのやつもあったりするんですけど
一番早いものだとマイクロ秒100万分の1秒とかの
オーダーのものとかもあったりするんですよ
今言ってる物理現象っていうのはプラズマが起こす何かってことですよね
そうですね100万分の1秒とかっていうのは
磁場で閉じ込めてるじゃないですか
その磁場に揺らぎが生じた場合
その揺らぎが伝播する時間ってめちゃくちゃ早いんですよ
100万分の1秒とかで流れてっちゃうんですよね
だからすごい早いものから遅いものまであるんだけど
100秒ぐらいの放電の実験ができれば
一通りカバーできますよっていう意味で
それぐらいの実験装置にしてるっていう理由ですね
むしろ今の0点何秒とかの世界の100秒もやっちゃったら
起きすぎちゃうんじゃないかなって思っちゃうけど
逆に言うと
そういう短い時間スケールの現象の実験をしようと思ったら
そんなに長い放電時間はいらないんですよね
一瞬やったらそこそこデータも取れるけど
本当に持続させて使おうっていう時には100秒ぐらいやっとけば
もちろんただ我々プラズマを付けたり消したりっていうのは
繰り返すのは核融合炉として効率が悪いので
ずっと連続して付けている状態っていうのを
作ろうとしている
発電所としてはそうですよね
そういう技術を確立するためには
実験装置としてどれくらいプラズマが付いている時間が必要ですかっていうと
100秒ぐらいあれば十分研究できますねっていうことです
これ将来的にはずっと動かせるように
ずっと動かします
100秒ぐらい放電していたらさっきの0.01とか
マイクロ秒の計算も早くできるっていうことなんですか
ずっとあんまり分かってないですけど
早い現象の制御技術が確立していなければ
100秒間維持できないですよねそもそも
100秒で取れるデータを使って計算能力を上げたりとか
課題を見つけるみたいな話ですよね
今言ったプラズマの飛んでいくような動きを制御する技術は
もう既に確立されていて
これからさらに画期的な発見がない限りできないというレベルではないです
さっきも言ってましたけど核予防はできるんですよみたいな
今だから複合的な制御なんですよ
求められているのが制御しなきゃならないものがいろいろある中で
一個の現象を制御するんではなくて
いろんな制御対象のものをリアルタイムに同時に
複合的に制御するっていう技術
それがさっきも言いましたけどもAIとかの最適化技術
っていうのが応用できると思ってるんですよね
僕のイメージですけど核融合の
核融合って多分一個の水素と一個の水素がぶつかってるだけじゃなくて
いろんなとこでぶつかりまくってるわけですよね
だから反応A反応B反応Cみたいなやつを全部いい感じに制御しつつ
キープするっていうのが難しくて
一個は起こせるけどっていうそこが全然複雑さが
やっぱ違うっていう感じの理解であってます?
多分一個か三個になったくらいじゃほとんど変わらないと思うんだけど
高温高密度の状態にしたい
風船がパンパンになる状態にしたいじゃないですか
それってものすごい核融合反応が起きているような状態を作りたいっていうことなんですよ
そのために高温で高密度の状態に
持ってきたいんだけどそこに持っていく間に
プラズマが不安定になって暴れだしたりする
それを暴れないように抑えつけたり
この先暴れますよっていうのを事前に知りたいですよね
不安定な状態に近づいてますよっていうのもちょっと前に知ることができたら
その前に回避させることもできるし別の工夫ができるかもしれないですよね
そういう制御を今研究として進めています
なんとなくわかった
抑え込めようとして溢れ出てきちゃうやつをモグラ叩きみたいに
いい表現ですね
僕の頭の中のイメージはスライムを握って
めちゃくちゃ強い力にしていって
ちゃんと手を閉じないとスライムがどっかからピュって出てきちゃうから
起こさないように
イメージ的にはそれですね
実際どうかどうかはちょっと分からないですけど
例えばさっき複合的にいろんなものを制御しなきゃいけないって言いましたけど
あまり一個に集中するとそれを調節するあまり
他の部分が手薄になって
全体としては整合しないような状態になっちゃうんですよ
スライムを例に出してもらって
踏み出すところを抑え込むっていうのはいい例だと思います
スライムを抑え込もうとして人差し指のところから漏れそう
人差し指に力を入れたら小指のところから漏れちゃうみたいな
そういうめっちゃ単純化してるし
全然そんなスライムみたいなもんじゃないけど
要はそういう制御をずっと閉じ込めておけるかっていうのをやってるってことですね
制御したいものが一つ一つが独立なものだったら
簡単だと思うんだけど今のスライムみたく
全部がくっついているので一個頑張っても
他が追いついてこなかったりするし逆に悪い方向に行っちゃったりするんで
スライムみたく
意外といい例だったスライム
めちゃめちゃ解像度上がりました今
まだちょっとよくわかってないのが結局100秒間
JT-60SAの試験運転と本格実験への道のり
核融合を起こし続けられるっていうことなんですか
そういうわけではない?
実はJT60SAの装置は
スペック的にはそれができるように作られていて
いるんですけど実は本格的な科学実験っていうのは
今年の暮れから始まるんですよ
JT60SAっていうのは世界最大の装置なんですけど
装置として完成したのが2020年のことです
結構前なんですね
そこから核融合炉を構成している設備を一つ一つ
試験していってちゃんと動くかどうかっていうのを
全部確かめてから統合試験運転っていうのを
行うんですねそれ2023年のことです
統合試験運転って何かっていうと構成している設備が一個ずつが
動くのはもちろん当たり前なんだけどそれがバラバラに
動いたんじゃ全然核融合炉として成立しないし制御もできないんですよ
すべてが協調動作して
動いてくれないと制御ってできないんですよね
0.01秒とかそれより速かったりするものを制御しようとしているわけですから
バラバラに動いてくれないととても制御成立しないので
協調動作の試験っていうのを2023年に
行ってちゃんと設備機能しますよって
コイルにも通電してちゃんと
磁場作ることできますよっていう試験が終わった後一番最後の
試験のアイテムっていうのがプラズマの試験なんですよ
プラズマを作りましょうっていう試験それが2023年の
10月の末の頃で
その時に初めてこのJT60SAっていうのは
最初のプラズマをつけましたその時のプラズマっていうのは
一番最初はごく一瞬でそこから
1ヶ月ぐらいかけて少しずつ後ろを伸ばしていって
当時試験運転なので
放電時間も限りがあるような設定でやっていたので
大体10秒くらいかなただつけるぐらいの
バンバン核融合反応が起きるようなものではなくて
ただまずプラズマをつけますっていうような試験ですね
試験運転の時っていうのはまずちゃんとつけられますか
設備がちゃんと機能しますかっていう試験なのでそういうのを
2023年に行いましたそこから一旦装置は
休止期間に入って今度は本格的な実験を
行うための計測器を導入したり
プラズマをさらに高温にするための加熱装置とかも導入したり
っていうのを続けてきて今
まだやってますねもう少しで終わるんですけれども
それが終わってから今年のこれからようやく
化学実験のフェーズに入っていくところですそこの化学実験の
フェーズではさっき言いました本来のスペックである100秒間の
放電実験を行う予定です
6年くらいかけて完成してから6年かけて
動くか確かめてパーツみたいな計測器つけるのは
ロボットのパーツつけてってるみたいなイメージなんですけど
だから少しずつ増強してるっていうイメージで捉えてもらえると
いいかもしれないですね実験を作るわけではなくて試験運転の時って
そんなに高性能なプラズマを作るわけじゃないので最小限の計測器でいいし
最小限の設備でいいんだけどちゃんと
実験をしようと思うとそれなりの設備が必要になってきて計測器も必要になってくるので
やっぱり1回止めて増強するっていうフェーズが
必要ですよね
最初にできた時はまだ全然裸のガンダムみたいな
最低限歩きますみたいな状態だったけど今フルスペックで
それこそ本当に
ここからまた何年か後に少しずつ増強していくんですよ
今後も追加していくんですか?
もともと100秒間放電できるスペックだったんですよね
それをさらにパワーアップさせて
時間だけ長くすればいいわけではなくてさっき言ったみたいに
プラズマの圧力を高めるためにどう工夫していきますか
っていう実験もしていかなきゃいけないんですよね
性能のいいプラズマを長時間維持したい100秒間維持したいと思ったら
それなりの実験機関っていうのはやっぱり必要ですね
これからやっていく分野になるので
いやすごいなー地球で一番複雑な
メカの一つだと思うんですけど
人間が生み出すものの中で
トップクラスに複雑なんじゃないか
年単位で増強するやつで
でも完成したら世界平和に繋がるやつですよね
100秒動かすのに6年かかるんだよ
でもまだ動いてないんですよね
今年動いたらいいですよね
世界的には100秒とか動くところってあるんですか
我々が持っている核融合の装置っていうのは
プラズマの圧力を
十分な核融合反応を起こすために
必要な圧力までうんと高められる
ポテンシャルを持っている装置なんですね
そういう装置で100秒間を維持した
そういう圧力の状態で100秒間維持した例っていうのは
世界でも一つもまだありません
このJT60SAで実現できると思っています
低圧のだったらあるけれども
ただつけているとかちょっと低めの圧力で
維持するっていうのはあります
ただ圧力が低い状態っていうのはプラズマがあまり不安定にならなかったりするので
制御も簡単なんですよ
暴れまくるプラズマを0.01秒とか
それよりもさらに早いオーダーで検出してスライムを抑え込んで
しっかり維持していきますよっていう
やろうと思うとやっぱり研究開発しっかりして
やっていかないと難しいですよね
低圧のやつで100秒間とか維持したとしても
取り出せるエネルギーとかがあんまり少ないから意味がなくて
高圧じゃなきゃいけないみたいな感じですか
それはそうですね。それはおしたことにまとえていると思います
やっぱり投入したエネルギーよりも十分出てこないとペイしませんからね
核融合炉の課題：精密制御と放射化対策
発電所としては。そこも結構気になるというか
発電のためにめちゃくちゃ電気使いすぎたら
どうなんみたいなのも言われそうだなって思うんですけど
それでもリターンの方が大きいってことですよね
理論的には。だからそのために風船が割れる
直前の状態を維持する研究っていうのが大事になってくるんですよね
まあまあ確かにな。持続させないと
スイッチオンのところの電気がやばそうですもんね
ちなみになんですけどめちゃくちゃ答えにくい質問かもしれないですけど
答えなきゃダメですか
めちゃくちゃいっぱいメリット聞けたんですけど逆にデメリット
あるのかなみたいなのもちょっとあえて聞いてみたいなと思って
デメリットというか改善点というか多分課題はあると思うんですよね
もし良ければ
なるほどね
自分が押しつめている分野で言うと
制御の難しさこそメリットの裏返しというか
安全性の裏返しで
核予防のメリットと表裏一体のものだというふうに思っています
我々だから海外的に説明するときは核予防のメリットとして暴走する危険がないよって
言うんですけど、核予防炉は今まで何度か
話してきたようにある瞬間制御の手を離してしまったら
その瞬間反応が持続できなくて原理的に自然に止まってしまうような
ものなんですよね。だから外からいろいろお世話してあげないと
核予防の反応って起こすことができない
精密な制御をしてあげない限り発電として成立させられない
難しさこそが大きな課題で
デメリットといえばデメリットだと思います
暴走しないのは
太陽を地球に持ってきたら消えちゃうみたいなノリで
そうなのかなって気はするんですけど、結局中性子が
飛んでって、その中性子自体は大丈夫なのかな
みたいなのも関心がある。多分結構詳しいリスナーさんが質問してくださってるんですけど
そこは放射性物質は大丈夫なんでしょうか
みたいな質問をきてて
でも鋭いですよね
中性子が出てくるので装置の放射化っていうのは
起きるんですよ。だから
一旦核融合発電所として動き出したら
もう手ぶらでいつでも中に入れるかっていうと
そうはなりません。そこはやっぱり適切なメンテナンス
っていうのは必要になってはきます
だからそれを漏れないように設備的なところで
カバーしてるって感じなんですかね。中性子が飛んでくるって
いわゆる放射線そのものみたいな感じだと思うんですけど
基本的には核融合の装置っていうのは
オフィスの横に置いてあるようなものではないので
上げされたところの中にちゃんと閉じ込めて
運転するようになってますから、基本的にはその中でしか
起きません。またここが大きな違いですけど
核分裂炉みたいな連鎖反応がどんどん進んでいくようなことも
基本的には起きないので
運転中じゃない限り、手を離した瞬間反応は止まってしまうので
中性子がバンバン出るってことはないです。
なるほど。だから運転中は出てるけど
そこの安全管理は必要って感じなんですね。
プラズマの薄さとサウナの例え：安全性と熱容量
安全っていうことだったんですけど、さっきの
例えで言うと、風船が
破裂しないギリギリのところでコントロールする必要がある
っていうことだったと思うんですけど、破裂しちゃったらプラズマとか
飛び出て安全じゃなさそうなイメージがあるんですけど
そんなことはないんですか?
なるほど。まず爆弾みたいに爆発するってことはないですね。
ただ何でもないかって言うと、ほぼ何でもないようには作ってるんだけど
あんまり良くないぐらいかな。
要はプラズマに蓄えられてるエネルギーが
一気に解放されて装置に
力としてかかっちゃうので、何度も起こしたくはない
現象ですよね。やっぱだんだん調子悪くなってくると思うので
何度も起こすとね。だけどその程度
本当に薄いんですよ、核融合のプラズマって
プラズマの密度を考えたことがないですよね
感覚がわからないですけど
これはどういうふうに
説明すればいいかっていうと、今数億度にしなきゃいけないじゃないですか
核融合のプラズマって。そうすると
安全っていう観点から容器に閉じ込めるって話しましたけど
磁場で浮かしてるから大丈夫っていう話もしたけど
ぶつかることないの?ぶつかったらやばいんじゃんって
思うじゃないですか、数億度に。確かに。普通にぶつかる可能性もありますよね
壁ぶつかっちゃったみたいな。ぶつかること実は実験とかだと
あるんですよ、実際に。あるんですね。ただ基本的には
運転としてはもちろんぶつけないように制御してるんですよ
だけどプラズマが不安定になっちゃったりして壁にぶつかっちゃったり
することっていうのはたまには起きるんですよ、それでも
そういう時に1回で装置壊れちゃいますかっていうと
全然そんなことはなくてですね、これなんで大丈夫なのかって
なんで大丈夫なのかってそこにプラズマの薄さっていうのが関係してくるんですよ
例えば水って100度で沸騰するじゃないですか
ちょっと想像してほしいんだけど
鍋に水を張ってコンロで沸騰させて
ぐつぐつと100度になってる状態のものが目の前に
あるとして、それを持ち上げて取っ手を持って
持ち上げて、ちょっと間違って体にぶっかけて
しまいましたってなったらこれはもうおやけどですよ
ちょっと想像したくないですね。暑ってなりました。
だけど100度のサウナを想像してほしいんですけど
暑いけど普通に入れるし
流石に火傷もしないですよね
水の濃度っていうことか
水は同じ100度なのに鍋のお湯は火傷するけど
サウナは大丈夫っていうのは密度が違うからなんですよ
お湯ってのは水分子の密度がすごく高くて
多くの熱を蓄えられるんだけど
サウナの中の水蒸気っていうのは密度が低いので
そんなにたくさんの熱を蓄えられないんですよ
核英語のプラズマってめっちゃくちゃ薄いんですよ
我々が高温で高密度の状態作るって高密度って言ってるじゃん
って言うかもしれないけどここでいう高密度っていうのは
プラズマっていう状態にとっては高密度っていう意味であって
我々の周りにある空気に比べると
めっちゃくちゃ低くて空気で言うと多分
何十万分の一とかっていうぐらい薄いものなんですよ
それでもプラズマの状態にとっては高密度なんですよね
もっと詰まってるイメージでしたね
我々の扱っている数億度のプラズマっていうのは
サウナみたいなものだとイメージしてもらえるといいかなと思います
めっちゃわかりやすい
数億度のプラズマが間違って容器の壁に接触したら
壁溶かしちゃうんじゃない?最悪壊すんじゃない?って
溶けるのかと思ってました
だからそもそも数億度に耐えられるような素材自体もあるの?
っていう話になるわけですよ
でも実際今の話でプラズマがコントロールを失って壁に接触したとしても
プラズマ自身は薄いのでそんなにたくさんの熱容量を持っていないので
だいたい一般的に言うと1000度ぐらいの温度に耐えられるような
素材のものを対応材料と言って壁の材料として
配置しておけばちょっとやそっとでは溶けたりしないんですよね
これ完全にイメージ間違ってました
もうてっきり1億度そのもののやつが
ギリギリ浮いてて接触したら溶けるみたいなイメージをしてたんで
もう使えなくなっちゃうんですよね
一瞬でダメになりそうですよね
そっかよく考えたらおかしいもんな
1000度ぐらい耐えれたらいけるんだ
そう考えると有名なエネルギーって感じしますね
さっき核融合炉で水素爆弾みたいなの
起きるんですかみたいな質問の話あったじゃないですか
要は今の話で薄いんですよ核融合のプラズマって
だから核融合炉に蓄えられてるエネルギー自体は
その瞬間に蓄えられてるエネルギー自体って意外に小さいんですよね
だからこれは装置にとって
もちろんプラズマが風船がパーンと割れたりすると
確かに良くないんだけれども
それが水素爆弾のような爆発になるかっていうと
全然そのレベルにはないぐらいの薄さしかないんですよね
空気の何万分の1って言いましたっけ
何万分の1か何十万分の1とかそのぐらいですね
逆だと思ってました空気の何万倍以上
ぐらいの高密度なイメージを完全に持ってたんですけど
圧かけるって言ったらね
超高密度みたいな
それがギュって
スライムの例えも濃い感じがしちゃうな
めっちゃ低密度のスライムの制御みたいな
すごいスカスカのスポンジじゃないけど
核融合エネルギーの実用化はいつ？
そういうやつの方がいいかもしれないな
スライム高密度ですもんね
スポンジがちょっと飛び出たところで
そんなにダメージがないっていう
めちゃくちゃ具体的にイメージできるようになってきた
こんな長い時間話を聞いてしまって
あれなんですけど
そろそろ最後の質問にしようと思うんですけど
核融合で生み出されたエネルギーで
ご飯を炊けるようになるのは
どのくらい先の未来でしょうかっていう質問来てて
要は今後の話ですかね
実用化
実用化ですね
多分実用化の壁みたいなやつもまだ
存在はするのかなと思うんですけど
ちょっと正直に言っちゃうと
実用化がいつかっていうのは
私も正確にはわかんないです
でも研究者視点で言うと
今国家戦略で2030年代に
発電実証っていうマイルストーンを
明確に置いているので
そんなに遠くない
その先ですよね
10年20年っていうスパンの中で
確実に実現すると思っています
だからご飯を
核予防で発電した電気でご飯を炊くっていう意味では
もしかしたら今の小学生ぐらいの子たちが
大人になった時に実現していることもあるかもしれない
可能性としてはそうですよね
それを目指して研究してるわけですもんね
意外と
意外と近いですね
あるかもしれない
なんかもう生きてる間じゃ無理かもレベルのことかと思ってたんですけど
そうでもない
10年20年30年ぐらいの単位
それはでも浦野さんみたいな方が
頑張ってる
っていうのは知っておいてほしいですけど
確かにね
これ解決したらもっといけるんだけどなーみたいなやつもあるんですか
ブレイクスルーここみたいなやつはあるんですかね
やっぱり総合理工学なので核融合って
今僕はちょっと中心的に自分のパークグラウンドからプラズマの話ばっかりしてましたけど
いろんな科学技術を結集して作り上げていくものなので
よりその横の連携っていうのが求められている分野だと思ってるんですよ
さっきの関係ない技術持ってくるとかもそうですよね
一人の研究者が夜遅くまで残って研究するっていうだけだと
なかなか前に進まないと思っていて
やっぱりいろんな研究分野の人たちが横のつながりをしっかり大事にして話し合う場があって
目指すゴールっていうのをしっかり共有しながら足並み揃えてやっていくような仕組みを作っていかなきゃいけないなというふうに思ってます
それもまさに僕の今の立場から積極的にやらなきゃいけないところだと思ってますね
そこの連携が一番鍵なんじゃないかっていうところですね
研究能力個々の研究能力だけじゃなくて
全部をまとめて推進していくためのプロジェクトマネジメント能力みたいなのも強そうですよね
本当ね経営者みたいな感じ
そう思いますよやっぱりいろんな分野研究分野があるのでそれぞれが勝手に別の方向を向いて研究してるんだと
全体としては前に進んでいかないのでマネジメントはとても大事だと思います
いやなんかこんだけいろんな分野横断してね一個のフュージョンエネルギーっていうのに向かうとか
なかなかない気がするんでもっとね研究って細分化されてね
いろんな研究者によってバラバラなことやってると思いますけど文字通り一致団結しないと
しかも国家プロジェクトですからね
みんなの気持ちがフュージョンしないといけないわけですね
そうですね
めちゃくちゃいいじゃないですか
これどっかで使ってください
会議とかでまずは俺たちがフュージョンしようみたいな感じ
でも本当そういうことですよね力を合わせないとっていう
それはすごくよくわかりましたお話聞いてて
いやでも日本のため世界のため頑張ってほしいですね
いや本当に
めちゃくちゃ応援してます
めちゃくちゃ応援したいですねこれは
もうすでにいろんな方がね応援してると思うし
とりあえず今年のねその稼働するかどうかもちょっと見どころかもしれないし
そうですねきっとフォト発表もされると思うので
フュージョンとかっていうワードに敏感に反応してもらえればと思います
そうですよねこれ聞いてる人はぜひ
今日話したようなことをねぜひ
いやもう実は100秒じゃなくて短い時間だったら書く以後いけてるらしいよみたいなね
ちょっと解像度上がったんじゃないかな
だいぶ意外と薄いとか
そうだね
これ一般のこのプロジェクトを応援したいっていう人は
フュージョンエネルギーへの応援方法
なんか応援できることあるんですか
押し勝つ?
やっぱりね最近そのフュージョンっていうのメディアにだんだん出るようになってから
あの見学に来る人たちがすごい増えた
なので興味もしありましたらぜひ見学に来ていただきたいのと
あとあのSNSとかもあのねちょっとやっぱり研究者の集団なので上手じゃないんですけど
やってるんですよXとかYouTubeとかもやってるんで
ぜひ検索してJT60SAとかね
うちの装置の名前で検索してもらえたら出てくるので
どういうことやってるのかとかってのも出てきます
そうYouTubeで言うと
さっきあの一番最初にプラズマつけた瞬間の動画が上がってるんですよ
結構見たいかも
検索して見てください
現場の研究員とか技術員が着いた瞬間大喜びしてハイタッチしてる
見たいなそのそういうシーンいいよね
ロケット打ち上げとかでみんな喜んでるやつが結構俺好きなんだけど
どうやって調べたら出てくるでしたっけ
YouTubeで検索欄にJT-60SAって
あと概要欄に貼っておきますYouTubeチャンネル
ありがとうございます
気になる人はぜひ見てほしい
ただあのロケットの打ち上げと違って
一番最初プラズマがついた時ってのは一瞬つくだけなんで
本当に一瞬つくだけなんで
確かに何起きてるかちゃんと知らないと分かんないですよね
モニターをもう瞬きせずに見てるぐらいじゃないと終わっちゃうので
でもちょっと気になるな
その瞬間でもみんな大喜びしてるっていう
ちょっと面白い動画になってるんでぜひ見てもらえればと思う
それ裏野さんもその場にいたやつですか
その場にいるんだけど
あれね確か私は伸ばした手ぐらいしか映ってなかった気がするな
ぜひねなんか機械自体の様子とかもYouTubeで
僕はそれ見たんですけど組み立てみたいな
なんかね見たことないぐらい複雑な機械
加速機器もね僕ら見に行ってあれも複雑だったけど
でもなんかねもっとすごい複雑で巨大な感じ
だからねぜひ気になった方は見に行ってほしいし
っていうのをぜひやってほしいですね
でなんかいつか行きたいな
いつか行きたい
これ普通に一般の人が申し込めるみたいな感じじゃないですか見学は
全然一般の人たくさん来ますよ
そうなんだ
あの子供が子供たちが自由研究に来たりもします
確かに最強の題材だよね自由研究って
確かに
小学生理解できるのか分からないけど
でもさっきのさスポンジとかスライムとかで説明したら分かるんじゃん
あー確かに
いやでもなんか今日のブラウンさんの説明めちゃくちゃ分かりやすかったし
めちゃくちゃ分かりやすかった
分かりやすくて回答で上がってよかったですね
ありがとうございます本当すごい想定以上にしゃべってしまいましたけど
まとめとエンディング
あとはまあだいたいねリスナーさんからいただいた質問をちょいちょい取り入れつつ
ちょっと全部は紹介できなかったんですけど
たくさん答えていただきまして本当にありがとうございます
ありがとうございます
興味持っていただいてありがとうございます
あの引き続きね皆さんフュージョンエネルギー注目していきましょう
ということで今回のゲストは浦野さんにお越しいただきました
ありがとうございました
どうもありがとうございました
